3.2. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ВИДОВ КОЛЕБАНИЙ

3.2.1. Коаксиально-волноводные переходы

При переходе с одного вида линии передачи на другой или с одного вида колебаний на следующий необходим преобразователь вида колебаний. В случае правильной конструкции все возникающие высшие виды колебаний быстро затухают, а входная линия передачи при этом оказывается нагруженной на комбинацию

активной и реактивной проводимостей. Полоса пропускания преобразователя видов колебаний зависит в основном от того, наскол быстро активная проводимость отклоняется с изменением частоты от величины согласованной нагрузки; наибольшая полоса достигается при условии, что производная активной проводимости по частоте равна нулю.

В настоящее время довольно широкое распространение получили коаксиально-волноводные переходы [15, 260], где волновод может возбуждаться, например, зондом [2, 71, 86]. Подобие конфигураций поля дает возможность возбуждать колебания вида в круглом волноводе с помощью осевого зонда [244]. Для возбуждения колебаний вида необходим поперечный зонд [97].

Рис. 3.5. Широкополосные коаксиально-волноводные переходы. На рисунках показаны следующие типы: а — переход зондовый; б - переход типа «дверной ручки»; в — крестовиииый переход; г - соосный; д — перпендикулярный. (См. [183].)

Возбуждение колебаний вида в прямоугольном волноводе при помощи поперечного зонда показано на рис. 3,5, а. Коаксиальная линия здесь оказывается нагруженной на комплексное сопротивление

где X — реактивное сопротивление соединения.

Для согласования величина должна быть равна активному волновому сопротивлению коаксиальной линии Подставляя выражение для полученное в разд. 1.4.1, найдем из уравнения (3.12) действительную часть в виде

Изменяя положение короткозамыкакмцего поршня или смещая зонд относительно оси системы, можно получить любое активное сопротивление, меньшее, чем волновое сопротивление волновода. Мамфорд [113] подробно проанализировал все параметры

уравнения (3-13) и показал, что существует оптимальное положение короткозамыкателя с точки зрения получения максимальной полосы пропускания и что окончательное согласование достигается посредством изменения длины зонда и его смещения относительно оси волновода.

В одной из практический конструкций на частоте в полосе частот 20% был получен КСВН менее небольшое видоизменение конструкции [197] позволило расширить полосу до 30%. В работе [58] было рассмотрено электрическое поле на конце зонда и показано, что с прмощью графических методов теория для круглых волноводов распространяется на случай прямоугольных волноводов. Допустимая мощность переходов такого типа может быть повышена, если сделать конец зонда сферическим или продолжить его в волноводе в виде перехода, напоминающего дверную ручку (рис. 3.5, б).

Коаксиальная линия может также оканчиваться петлей, которая вводится в волновод таким образом, чтобы возбуждать в нем высокочастотное магнитное поле. Согласование достигается подбором размера и расположения петли. В переходе крестообразного типа внутренний проводник коаксиальной линии вводится в волновод и соединяется с поперечным стержнем, параллельным Широкой стенке волновода, как показано на рис. 3.5, в. Короткозамыкатель удален от соединения на расстояние примерно в четверть длины волны. Такой переход можно сделать более широкополосным, если применить ступенчато-гребневую конструкцию [28, 166].

На рис. 3.5, г показан предложенный Уиллером [183] соосный переход между коаксиальной линией с внутренним диаметром внешнего проводника и волноводом сечения в диапазоне частот был менее 1,1. В прямоугольном переходе [183], приведенном на рис. 3.5, д, используется волновод сечения на частотах был меньше 1,14.